CN108872227B - 一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂及其鉴别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂及其鉴别方法，所述试剂为葡萄糖鉴别试剂，鉴别试剂与葡萄糖发生显色反应。所述鉴别试剂为一种含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲液。所述水溶性无色四唑盐为红四唑、四唑兰、四唑紫、氯化新四唑中的一种。本发明根据温县铁棍山药中葡萄糖、果糖的含量极少的特征，通过能与葡萄糖发生显色反应的鉴别试剂来进行鉴别，若显色，则该待测铁棍山药不是温县铁棍山药，若未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。相对于现有技术，本发明能够快速鉴别是否是温县铁棍山药，且操作简单。

Description

一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂及其鉴别方法
技术领域
本发明涉及农作物检测技术领域，具体涉及一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂及其鉴别方法。
背景技术
铁棍山药是山药的一个品种，铁棍山药属怀山药中的“极品“，按照国家标准《地理标志产品怀山药(GB\T20351-2006)》，属于受国家保护的原产地产品，规定为北纬34.48至35.30、东经112.02至113.38之间的地理范围，即河南省焦作地区行政辖区之内，《温县志》及清代《农学丛书》都有记载，它在食用、药用方面均有价值。铁棍山药已被焦作申请为国家原产地保护产品，原产地为焦作温县。
正宗的温县铁棍山药价格每公斤都在26元左右，而一些假冒的伪劣的山药多为外地产的，更多的则是一些菜山药，而这些菜山药每公斤大约12元，价格相差近3倍。最为重要的原因就是铁棍山药的每亩的产量很低，而且轮作期至少要五年以上。当今年种过山药的地块，下年再种植，山药的品质和产量会急剧下降，所以一般的种植户都要四处租种土地。这就造成铁棍山药的成本较高，因此大量假冒的铁棍山药充斥市场。
目前铁棍山药的检测属于目测范畴，即：一看：铁棍山药粗细均匀，通常直径1—2厘米，如成年人拇指般，表皮颜色微深，根茎有铁红色斑痕，而菜山药则是要粗很多；二折：将铁棍山药折断，可以感到其肉质较硬，粉性足，其断面细腻，呈白色或略显牙黄色，黏液少，普通山药不仅肉质没有这么坚硬，且粉性也不够足，而且折断会有细丝，像莲藕切开的丝一样的东西；三尝：由于铁棍山药中水分含量少，山药多糖等含量丰富，因此，其液汁较浓，煮食后口感较干腻、甜香，入口觉得“面而甜”，而且有淡淡的麻味。
上述检测方法主观性强，一些假冒的铁棍山药，如外地种植的铁棍品种、一些类似于铁棍的如西施、鸡皮糙、小白嘴等，甚至连经验丰富的药农都无法准确判别，而目前尚无通过仪器或者快速检测试剂进行准确判别的方法。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，目的在于提供一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂及其鉴别方法，以实现对正宗铁棍山药的识别，保护地理标志产品。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂，所述试剂为葡萄糖鉴别试剂，鉴别试剂与葡萄糖发生显色反应。
所述鉴别试剂为一种含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲液。
所述水溶性无色四唑盐为2,3,5-三苯基氯化四氮唑（红四唑）、2,2’-二苯基5,5’-（3,4-二甲氧基苯基）-3,3’-二甲氧基-4,4’-联二四唑盐（四唑兰）、2,5-二苯基-3-（1-萘基）-2H-四唑氯化物（四唑紫）、3,3’-（4,4’-联苯基）双（2,5-二苯基-2H-四唑氯化物）（氯化新四唑）中的一种。
所述碱性缓冲溶液的pH为10-14。
所述碱性缓冲溶液的pH是通过氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、碳酸钠水溶液、碳酸钾水溶液、氢氧化钙水溶液、氢氧化钡水溶液、氨水水溶液中的一种进行调节的。
所述含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲溶液的配制方法为：先配制质量浓度为0.5~2%的水溶性无色四唑盐水溶液，加入此水溶液3~6倍体积的碱性缓冲液，再加入此水溶液5~10倍体积的水或5~10倍体积的丙酮，振荡摇匀而成。
所述快速鉴别温县铁棍山药的试剂的鉴别方法，鉴别方法为：取所述试剂，取待测铁棍山药放入该试剂中，充分振荡，常温或加热条件下，观察是否显色；若显色，则该待测铁棍山药不是温县铁棍山药，若未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。
所述加热的温度范围为20℃-100℃。
所述显色时间为10s-20min。
所述试剂的量为0.5-2mL，待测铁棍山药的量为1-40mg。
有益效果：本发明根据温县铁棍山药中葡萄糖、果糖的含量极少的特征，通过能与葡萄糖发生显色反应的鉴别试剂来进行鉴别，若显色，则该待测铁棍山药不是温县铁棍山药，若未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。相对于现有技术，本发明能够快速鉴别是否是温县铁棍山药，且操作简单。
附图说明
图1是地理标志产品温县铁棍山药的核磁共振氢谱。
图2是山东陈集种植铁棍山药的核磁共振氢谱。
图3是山西永济种植铁棍山药的核磁共振图谱。
图4是山东陈集种植鸡皮糙的核磁共振图谱。
图5是山东陈集种植西施的核磁共振图谱。
图6是河北高阳种植小白嘴的核磁共振图谱。
图7是地理标志产品温县铁棍山药的液相色谱图。
图8是山东陈集种植铁棍山药的液相色谱图。
图9是山西永济种植铁棍山药的液相色谱图。
图10是山东陈集种植鸡皮糙的液相色谱图。
图11是山东陈集种植西施的液相色谱图。
图12是河北高阳种植小白嘴的液相色谱图。
其中，图1-6的测定过程的步骤一中所加入的混合溶剂均为MeOH-d 4 和D2O的混合溶剂。
具体实施方式
申请人研究发现，正宗温县铁棍山药和其他地区种植的铁棍山药以及其他品种山药的成分差别主要在含糖上面，正宗温县铁棍山药中葡萄糖、果糖含量比其他地区种植的铁棍山药和其他品种山药的含量都低得多，因此可以利用葡萄糖的特征反应试剂来进行正宗温县铁棍山药的鉴别。
实施例1
一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂，所述试剂为葡萄糖鉴别试剂，鉴别试剂与葡萄糖发生显色反应。
所述鉴别试剂为一种含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲液。
所述水溶性无色四唑盐为2,3,5-三苯基氯化四氮唑（红四唑）、2,2’-二苯基5,5’-（3,4-二甲氧基苯基）-3,3’-二甲氧基-4,4’-联二四唑盐（四唑兰）、2,5-二苯基-3-（1-萘基）-2H-四唑氯化物（四唑紫）、3,3’-（4,4’-联苯基）双（2,5-二苯基-2H-四唑氯化物）（氯化新四唑）中的一种，也可以是其他结构。不同的水溶性无色四唑盐鉴别葡萄糖时显示不同颜色。
由于葡萄糖是还原性糖，水溶性无色四唑盐在遇到含有活泼还原性基团的化合物时，会被还原成为不溶性的有色甲臜（formazan），以2,3,5-三苯基四唑氯化物为例，其反应如下所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
所述碱性缓冲溶液的pH为10-14。
所述碱性缓冲溶液的pH是通过氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、碳酸钠水溶液、碳酸钾水溶液、氢氧化钙水溶液、氢氧化钡水溶液、氨水水溶液中的一种进行调节的。
所述含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲溶液的配制方法为：先配制质量浓度为0.5~2%的水溶性无色四唑盐水溶液，加入此水溶液3~6倍体积的碱性缓冲液，再加入此水溶液5~10倍体积的水或5~10倍体积的丙酮，振荡摇匀而成。
所述快速鉴别温县铁棍山药的试剂的鉴别方法，鉴别方法为：取所述试剂，取待测铁棍山药放入该试剂中，充分振荡，常温或加热条件下，观察是否显色；若显色，则该待测铁棍山药不是温县铁棍山药，若未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。
所述加热的温度范围为20℃-100℃。
所述显色时间为10s-20min。
所述试剂的量为0.5-2mL，待测铁棍山药的量为1-40mg。
实施例2
一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂，所述试剂为葡萄糖鉴别试剂，鉴别试剂与葡萄糖发生显色反应。
所述鉴别试剂为一种含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲液。
所述水溶性无色四唑盐为2,3,5-三苯基氯化四氮唑（红四唑）。
所述碱性缓冲溶液的pH为10。
所述碱性缓冲溶液的pH是通过碳酸钠水溶液进行调节的。
所述含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲溶液的配制方法为：先配制质量浓度为0.5%的红四唑的水溶液，加入此水溶液3倍体积的碱性缓冲液，再加入此水溶液10倍体积的水，振荡摇匀而成。其中，红四唑为20mg，加水总量为56ml，碱性缓冲液为12ml。
所述快速鉴别温县铁棍山药的试剂的鉴别方法，鉴别方法为：取所述试剂0.5ml，取待测铁棍山药Ⅰ1mg放入该试剂中，充分振荡，常温下，观察是否显色；若显色，则该待测铁棍山药不是温县铁棍山药，若未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。
经观察，在10s-20min内显色，则该待测铁棍山药不是温县铁棍山药。
实施例3
一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂，所述试剂为葡萄糖鉴别试剂，鉴别试剂与葡萄糖发生显色反应。
所述鉴别试剂为一种含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲液。
所述水溶性无色四唑盐为2,2’-二苯基5,5’-（3,4-二甲氧基苯基）-3,3’-二甲氧基-4,4’-联二四唑盐（四唑兰）。
所述碱性缓冲溶液的pH为12。
所述碱性缓冲溶液的pH是通过氢氧化钙水溶液调节的。
所述含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲溶液的配制方法为：先配制质量浓度为1%的四唑兰水溶液，加入此水溶液5倍体积的碱性缓冲液，再加入此水溶液5倍体积的水，振荡摇匀而成。其中，四唑兰为20mg，加水总量为22ml水，碱性缓冲液为10ml。
所述快速鉴别温县铁棍山药的试剂的鉴别方法，鉴别方法为：取所述试剂1ml，取待测铁棍山药Ⅱ20mg放入该试剂中，充分振荡，加热条件下，观察是否显色；若显色，则该待测铁棍山药不是温县铁棍山药，若未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。
所述加热的温度为100℃。
经观察，在10s-20min内未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。
实施例4
一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂，所述试剂为葡萄糖鉴别试剂，鉴别试剂与葡萄糖发生显色反应。
所述鉴别试剂为一种含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲液。
所述水溶性无色四唑盐为2,5-二苯基-3-（1-萘基）-2H-四唑氯化物（四唑紫）。
所述碱性缓冲溶液的pH为13。
所述碱性缓冲溶液的pH是通过氢氧化钠水溶液调节的。
所述含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲溶液的配制方法为：先配制质量浓度为1.8%的四唑紫水溶液，加入此水溶液6倍体积的碱性缓冲液，再加入此水溶液10倍体积的水，振荡摇匀而成。其中，四唑紫为20mg，加水总量为19ml水，碱性缓冲液为6.7ml。
所述快速鉴别温县铁棍山药的试剂的鉴别方法，鉴别方法为：取所述试剂2ml，取待测铁棍山药Ⅲ40mg放入该试剂中，充分振荡，加热条件下，观察是否显色；若显色，则该待测铁棍山药不是温县铁棍山药，若未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。
所述加热的温度为50℃。
经观察，在10s-20min内未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。
实施例5
一种快速鉴别温县铁棍山药的试剂，所述试剂为葡萄糖鉴别试剂，鉴别试剂与葡萄糖发生显色反应。
所述鉴别试剂为一种含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲液。
所述水溶性无色四唑盐为3,3’-（4,4’-联苯基）双（2,5-二苯基-2H-四唑氯化物）（氯化新四唑）。
所述碱性缓冲溶液的pH为14。
所述碱性缓冲溶液的pH是通过氢氧化钾水溶液调节的。
所述含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲溶液的配制方法为：先配制质量浓度为2%的氯化新四唑水溶液，加入此水溶液4倍体积的碱性缓冲液，再加入此水溶液9倍体积的丙酮，振荡摇匀而成。其中，氯化新四唑为20mg，加水总量为5ml水，丙酮为9ml，碱性缓冲液为4ml。
所述快速鉴别温县铁棍山药的试剂的鉴别方法，鉴别方法为：取所述试剂1.5ml，取待测铁棍山药Ⅳ30mg放入该试剂中，充分振荡，加热条件下，观察是否显色；若显色，则该待测铁棍山药不是温县铁棍山药，若未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。
所述加热的温度为30℃。
经观察，在10s-20min内未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。
下面为证明正宗温县铁棍山药中葡萄糖、果糖含量比其他地区种植的铁棍山药和其他品种山药的含量都低得多的实施例：
首先分别测定不同地区、不同品种的铁棍山药样品的葡萄糖、果糖和蔗糖的含量，以温县铁棍山药、山东陈集铁棍山药、山西永济铁棍山药、山东陈集鸡皮糙、山东陈集西施及河北高阳种植小白嘴六种山药为例，方法如下：
步骤一、采用核磁共振氢谱对铁棍山药中的葡萄糖进行定性分析
取烘干粉碎的山药粉50mg，加入重水（D2O）和氘代甲醇（MeOH-d 4 ）体积比为1:3的混合溶剂0.8mL涡旋振荡提取1min，以10000转/min的转速离心5min，然后取上清液置于5mm样品管中进行核磁共振氢谱测试，观察葡萄糖β构型的异头质子
Figure DEST_PATH_IMAGE004
5.17与α构型的异头质子
Figure DEST_PATH_IMAGE005
4.56的二重峰来进行判别；
上述六种不同地区、不同品种的铁棍山药的核磁共振氢谱图分别如图1-6所示，从图中可以看出，温县铁棍山药中，于
Figure 132809DEST_PATH_IMAGE004
5.17和
Figure 722053DEST_PATH_IMAGE004
4.56处无明显信号峰（参见图1），山东陈集种植铁棍山药（参见图2）、山西永济种植铁棍山药（参见图3）、山东陈集鸡皮糙（参见图4）、山东陈集西施（参见图5）及河北高阳种植小白嘴（参见图6）图谱中均于
Figure 219899DEST_PATH_IMAGE004
5.17和
Figure 83950DEST_PATH_IMAGE004
4.56处有明显信号，此处两组峰分别为β-D-葡萄糖和
Figure DEST_PATH_IMAGE007
的异头质子。由此可知，未见明显葡萄糖异头质子信号的为温县铁棍山药，有明显葡萄糖异头质子信号的为其他地区种植铁棍山药或其他品种山药。
步骤二、利用高效液相色谱法对铁棍山药中的葡萄糖和果糖进行定量分析
1）供试品溶液的配制：称取干燥的铁棍山药粉末150mg，铁棍山药粉末和水的质量比为1:6.67，即用1mL水涡旋振荡提取1min，以10000转/min的转速离心5min，得到上清液，将上清液置于5mL容量瓶，重复上述步骤，提取2次，加水定容，制成铁棍山药提取溶液；
2）标准溶液的配制：称取葡萄糖、果糖、蔗糖标准品各500mg置于10mL容量瓶中，加水定容，再吸取该溶液配置成0.1 mg/mL、0.5 mg/mL、1.0 mg/mL、5mg/mL、10mg/mL和20mg/mL的标准溶液；
3）分别精密吸取20ul的标准溶液和铁棍山药提取溶液注入高效液相色谱中，其高效液相色谱图如图7-12所示，然后根据图谱测量标准溶液和铁棍山药提取溶液的峰面积并进行计算，求得样品中的葡萄糖、果糖和蔗糖的含量，结果如表1所示；
其中，色谱条件为：乙腈-水（其体积比为90%）为流动相等度洗脱，流速1mL/min，柱温30℃，Agela Innoval氨基柱（250 X 4.6mm，4
Figure DEST_PATH_IMAGE009
），示差折光检测器。
表1 样品测定结果
样品名称 果糖（%） 葡萄糖（%） 蔗糖（%）
温县铁棍 未检出 未检出 1.446
山东陈集铁棍 0.589 0.607 1.999
山西永济铁棍 0.932 0.725 2.257
山东陈集鸡皮糙 0.954 0.538 4.095
山东陈集西施 0.808 0.370 3.725
河北高阳小白嘴 0.847 0.466 3.182
从表1可以看出，温县铁棍山药中果糖和葡萄糖小于检测限值，而其他地区种植铁棍山药和其他品种山药中均能够检测到葡萄糖和果糖，因此可以通过鉴别葡萄糖的含量来对地理标志产品温县铁棍山药进行鉴别。
为验证上述测定葡萄糖、果糖和蔗糖的方法的重复性，做出下述验证实验：
分别取西施铁棍山药粉末150mg，精密称定，按照供试品溶液制备方法配制6份，精密吸取滤液20uL进样，测定葡萄糖、果糖和蔗糖的峰面积进行计算，结果见表2。
表2 西施铁棍山药的重复性测定结果
编号 1 2 3 4 5 6
果糖含量(%) 0.833 0.816 0.807 0.821 0.789 0.781
果糖平均含量(%) 0.808
RSD(%) 2.44
葡萄糖含量(%) 0.366 0.362 0.391 0.351 0.387 0.364
葡萄糖平均含量(%) 0.370
RSD(%) 4.20
蔗糖含量(%) 3.598 3.662 3.736 3.802 3.783 3.769
蔗糖平均含量(%) 3.725
RSD(%) 2.13
表2表明，上述测定葡萄糖、果糖、蔗糖的方法的重复性良好。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (12)

1.快速鉴别温县铁棍山药的方法，其特征在于：鉴别方法为：取葡萄糖鉴别试剂，取待测铁棍山药放入所述葡萄糖鉴别试剂中，充分振荡，常温或加热条件下，观察是否显色；若显色，则该待测铁棍山药不是温县铁棍山药，若未显色，则该待测铁棍山药是温县铁棍山药。
2.如权利要求1所述的快速鉴别温县铁棍山药的方法，其特征在于，所述葡萄糖鉴别试剂为一种含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲溶液。
3.如权利要求2所述的快速鉴别温县铁棍山药的方法，其特征在于，所述水溶性无色四唑盐为2,3,5-三苯基氯化四氮唑(红四唑)、2,2’-二苯基5,5’-(3,4-二甲氧基苯基)-3,3’-二甲氧基-4,4’-联二四唑盐(四唑兰)、2,5-二苯基-3-(1-萘基)-2H-四唑氯化物(四唑紫)、3,3’-(4,4’-联苯基)双(2,5-二苯基-2H-四唑氯化物)(氯化新四唑)中的一种。
4.如权利要求2或3所述的快速鉴别温县铁棍山药的方法，其特征在于：所述碱性缓冲溶液的pH为10-14。
5.如权利要求4所述的快速鉴别温县铁棍山药的方法，其特征在于：所述碱性缓冲溶液的pH是通过氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、碳酸钠水溶液、碳酸钾水溶液、氢氧化钙水溶液、氢氧化钡水溶液、氨水水溶液中的一种进行调节的。
6.如权利要求2所述的快速鉴别温县铁棍山药的方法，其特征在于：所述含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲溶液的配制方法为：先配制质量浓度为0.5～2％的水溶性无色四唑盐水溶液，加入此水溶液3～6倍体积的碱性缓冲液，再加入此水溶液5～10倍体积的水或5～10倍体积的丙酮，振荡摇匀而成。
7.如权利要求1所述的快速鉴别温县铁棍山药的方法，其特征在于：所述加热的温度范围为20℃-100℃。
8.如权利要求1或2所述的快速鉴别温县铁棍山药的方法，其特征在于：显色时间为10s-20min。
9.如权利要求1所述的快速鉴别温县铁棍山药的方法，其特征在于：所述试剂的量为0.5-2mL，待测铁棍山药的量为1-40mg。
10.葡萄糖鉴别试剂在权利要求1-9任一项所述快速鉴别温县铁棍山药的方法中的用途。
11.如权利要求10所述的用途，其特征在于，所述葡萄糖鉴别试剂为一种含有水溶性无色四唑盐的碱性缓冲溶液。
12.如权利要求11所述的用途，其特征在于，所述水溶性无色四唑盐为2,3,5-三苯基氯化四氮唑(红四唑)、2,2’-二苯基5,5’-(3,4-二甲氧基苯基)-3,3’-二甲氧基-4,4’-联二四唑盐(四唑兰)、2,5-二苯基-3-(1-萘基)-2H-四唑氯化物(四唑紫)、3,3’-(4,4’-联苯基)双(2,5-二苯基-2H-四唑氯化物)(氯化新四唑)中的一种。
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